CN111207771A - 激光陀螺仪高速数据采集与存储装置 - Google Patents

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赵红阳
黄刚
何俊峰
王传清
金贝利
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Abstract

本发明公开了一种激光陀螺仪高速数据采集与存储装置，具体包括上位机和下位机，所述上位机和下位机进行通讯连接；所述下位机通过第一37芯插头与待测激光陀螺仪内的第二37芯插头之间通过37芯线缆相连接；所述下位机上设置串行转网络接口，所述串行转网络接口通过以太网与上位机之间进行通讯连接。本发明所述的激光陀螺仪高速数据采集与存储装置，在不影响正常测试的情况下，对激光陀螺仪的输出数据进行高速数据采集，将细节进行放大，当后台数据需要的时候进行查阅，为后续的后台异常情况快速故障定位提供了基础。

Description

激光陀螺仪高速数据采集与存储装置
技术领域
本发明属于惯性传感器技术领域，具体涉及一种激光陀螺仪高速数据采集与存储装置。
背景技术
在激光陀螺仪的实际测试过程中，陀螺仪的输出为计数值，计数值反映着角度的变化，在激光陀螺仪的测试中，每秒对计数值进采集，并利用计数值统计陀螺仪的零偏稳定性(即精度)。然而，在激光陀螺仪的实际测试过程中发现，零偏稳定性值会出现大数的情况，为了进一步对陀螺仪测试过程中异常情况快速故障定位，需要将激光陀螺仪更加精细的数据进行后台存储与分析，因此如何实现在不影响正常测试的情况下，对激光陀螺仪的输出数据进行高速数据采集和存储，是行业内亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种激光陀螺仪高速数据采集与存储装置，在不影响正常测试的情况下，可以实现对激光陀螺仪数据进行高速采集与存储，为后续的后台异常情况快速故障定位提供了基础。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：
一种激光陀螺仪高速数据采集与存储装置，具体包括上位机和下位机，所述上位机和下位机进行通讯连接；所述下位机通过第一37芯插头与待测激光陀螺仪内的第二37芯插头之间通过37芯线缆相连接；所述下位机上设置串行转网络接口，所述串行转网络接口通过以太网与上位机之间进行通讯连接。
作为本发明实施例的优选，所述下位机采用STM32微控制器。
作为本发明实施例的优选，所述STM32微控制器内置有STM32定时器，所述STM32定时器定时器配置TIM1、TIM2、TIM3、TIM4四种定时模式。
作为本发明实施例的优选，TIM1、TIM3、TIM4采用编码器模式，对两路相位差为90°脉冲信号进行编码计数；TIM2设置为0.5ms触发中断，进行原始2kHz数据采样，对于采样后数据进行87阶FIR低通滤波。
作为本发明实施例的优选，所述串行转网络接口采用RS232接口进行数据传输。
作为本发明实施例的优选，所述上位机设置有实时监控IP通道和高速数据采集IP通道，所述实时监控IP通道为激光陀螺仪正常测试时数据采集通道，所述高速数据采集IP为激光陀螺仪高速数据采集存储通道。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述的激光陀螺仪高速数据采集与存储装置，在不影响正常测试的情况下，对激光陀螺仪的输出数据进行高速数据采集，将细节进行放大，当后台数据供需要的时候进行查阅，为后续的后台异常情况快速故障定位提供了基础。
(2)本发明所述的激光陀螺仪高速数据采集与存储装置，通过37芯插头将路计数数据接入下位机，利用计数器的编码器模式将计数脉冲转换编码，在完成计数值的低通FIR滤波后以200Hz的速率通过串口发出，经过串口转网口模块将数据上传上位机，上位机完成数据的存储功能。
附图说明
图1为本发明激光陀螺仪高速数据采集与存储装置的结构示意图；
图2为本发明所述的下位机程序流程图；
图3为本发明所述的上位机程序流程图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、上位机，2、下位机，3、第一37芯插头，4、第二37芯插头，5、串行转网络接口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1至3所示，本发明实施例提供一种激光陀螺仪高速数据采集与存储装置，具体包括上位机1和下位机2，上位机1和下位机2进行通讯连接，其中，下位机2通过第一37芯插头3与待测激光陀螺仪(图中未标示)内的第二37芯插头4之间通过37芯线缆相连接，下位机2上设置串行转网络接口5，串行转网络接口5通过以太网与上位机2之间进行通讯连接。在本实施例中，上位机1发出的命令首先给下位机2，下位机2再根据此命令解释成相应时序信号直接控制待测激光陀螺仪，下位机2不时读取待测激光陀螺仪的状态数据转换成数字信号通过串行转网络接口5反馈给上位机1，上位机1完成数据的存储功能。
在本实施例中，下位机2采用STM32微控制器，其中，STM32微控制器选用STM32F373RCT6实现，该ARM处理器具有3个16位的ADC，3个12位的DAC通道，以及具有输入捕获的定时器和3个USART接口和3个SPI接口。STM32微控制器内置有STM32定时器，STM32定时器定时器配置TIM1、TIM2、TIM3、TIM4四种定时模式，其中TIM1、TIM3、TIM4采用编码器模式，对两路相位差为90°脉冲信号进行编码计数；TIM2设置为0.5ms触发中断，进行原始2kHz数据采样，对于采样后数据进行87阶FIR低通滤波(通带100Hz截带300Hz FDA工具产生)，串行转网络接口5(资本实施例中优选RS232接口)接收来自于上位机1的开始数据传输指令后将滤波后数据以5ms/次速率进行串口组包发送。在本实施例中，下位机2软件首先完成时钟、GPIO、定时器、串口等的初始化，控制激光陀螺仪输出信号通过第一37芯插头3接入STM32微控制器完成数据采集，并通过定时器控制数据采样与FIR滤波，并将经过滤波的数据以5ms/次的速率向上位机1传输，上位机1完成数据接收与存储。
参见图3所示，在本实施例中，选用对Windows支持更好的MFC作为上位机开发工具。首先进行USR-K3模块设置，将波特率配置为921600。上位机2设置有实时监控IP通道和高速数据采集IP通道，实时监控IP通道为激光陀螺仪正常测试时数据采集通道，高速数据采集IP为激光陀螺仪高速数据采集存储通道。正常测试时，建立TCP连接并启动接收线程(即时监控IP通道)，开始监视实时IP数据，一旦接收到实时数据帧则关闭自动化调试控制板socket，然后开启高速数据采集socket并开启数据存储线程(高速数据采集IP)，即开始数据采集与存储。
本发明激光陀螺仪高速数据采集与存储装置，在不影响正常测试的情况下，对激光陀螺仪的输出数据进行高速数据采集，将细节进行放大，为后台数据供需要的时候进行查阅，为后续的后台异常情况快速故障定位提供了基础。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种激光陀螺仪高速数据采集与存储装置，其特征在于：包括上位机(1)和下位机(2)，所述上位机(1)和下位机(2)进行通讯连接；其特征在于；所述下位机(2)通过第一37芯插头(3)与待测激光陀螺仪内的第二37芯插头(4)之间通过37芯线缆相连接；所述下位机(2)上设置串行转网络接口(5)，所述串行转网络接口(5)通过以太网与上位机(1)之间进行通讯连接。
2.根据权利要求1所述的激光陀螺仪高速数据采集与存储装置，其特征在于：所述下位机(2)采用STM32微控制器。
3.根据权利要求2所述的激光陀螺仪高速数据采集与存储装置，其特征在于：所述STM32微控制器内置有STM32定时器，所述STM32定时器定时器配置TIM1、TIM2、TIM3、TIM4四种定时模式。
4.根据权利要求3所述的激光陀螺仪高速数据采集与存储装置，其特征在于：所述IM1、TIM3、TIM 4采用编码器模式，对两路相位差为90°脉冲信号进行编码计数；TIM2设置为0.5ms触发中断，进行原始2kHz数据采样，对于采样后数据进行87阶FIR低通滤波。
5.根据权利要求1所述的激光陀螺仪高速数据采集与存储装置，其特征在于：所述串行转网络接口(5)采用RS232接口进行数据传输。
6.根据权利要求1所述的激光陀螺仪高速数据采集与存储装置，其特征在于：所述上位机(1)设置有实时监控IP通道和高速数据采集IP通道，所述实时监控IP通道为激光陀螺仪正常测试时数据采集通道，所述高速数据采集IP为激光陀螺仪高速数据采集存储通道。
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